Рабо́чая па́мять — когнитивная система ограниченной ёмкости, обеспечивающая временное хранение информации, доступной для непосредственной обработки. В русскоязычной литературе также используется термин оперативная память. Работа рабочей памяти (РП) необходима для проведения рассуждений, для текущей мыслительной деятельности, например, для решения логической задачи или осознания сложной информации, и руководства при принятии решений и поведении. — «РП (хранение информации в уме и манипулирование ею) отличается от краткосрочной памяти (просто хранение информации в памяти). РП объединяет отдельные факторы при изучении памяти (Alloway et al. 2004, Gathercole et al. 2004). Функционирование РП связано с работой различных нейронных подсистем. В работу РП больше вовлекается дорсолатеральная префронтальная кора, а сохранение информации в уме без манипулирования ею (пока количество элементов невелико) не требует вовлечения дорсолатеральной префронтальной коры (D’Esposito et al. 1999, Eldreth). et al. 2006, Smith & Jonides 1999). Нейровизуальные исследования показывают, что фронтальная активация происходит только в вентролатеральной префронтальной коре при поддержании памяти.
РП и кратковременная память также показывают различные прогрессии развития; последняя развивается раньше и быстрее».. — «Исполнительные функции и когнитивный контроль поведения зависят от префронтальной коры головного мозга, высоко развитой у высших приматов и особенно у людей. Рабочая память — это кратковременный когнитивный буфер с ограниченными возможностями, который хранит информацию и позволяет манипулировать ею при принятии решений и поведения. … Рабочая память может быть нарушена при СДВГ. СДВГ можно рассматривать как расстройство исполнительной функции; в частности, СДВГ характеризуется сниженной способностью оказывать и поддерживать когнитивный контроль поведения. По сравнению со здоровыми людьми, люди с СДВГ имеют сниженную способность подавлять несоответствующие доминантные ответы на раздражители (нарушение ингибирования ответа) и сниженную способность подавлять ответы на несоответствующие раздражители (нарушение подавления помех). Исследования структурной МРТ показывают истончение коры головного мозга у пациентов с СДВГ по сравнению с сопоставимыми по возрасту контрольными органами в префронтальной коре и задней теменной коре, областях, вовлеченных в рабочую память и внимание».. Хотя РП, по крайней мере, концептуально отличается от кратковременной памяти, РП позволяет манипулировать хранимой информацией, а кратковременная память относится только к кратковременному хранению информации, в более ранних публикациях часто эти термины использовались как синонимы. Однако, есть исследования, которые показывают, что эти две формы памяти различны и на нейробиологическом уровне. РП можно рассматривать как оперативную составляющую кратковременной памяти, предназначенную для временного хранения информации во время её активной переработки мозгом, в которую собираются, сохраняются и обрабатываются, с применением интеллектуальных операций, сведения, необходимые для решения текущей задачи. При этом сознание видит и использует содержимое всей кратковременной памяти, но напрямую изменять может содержимое только рабочей памяти. Понятие рабочей памяти занимает центральное место в когнитивной психологии, нейропсихологии и нейробиологии. В некоторых публикациях РП отнесена к исполнительным функциям.
Проведённые исследования показали, что за кратковременную память отвечают участки в лобной и теменной долях мозга, передняя поясная кора, а также участки базальных ганглиев. Данные о расположении рабочей памяти получены первоначально при исследовании эффектов от удаления отделов мозга у животных, а затем в экспериментах по нейровизуализацииКирилл Стасевич Как работает рабочая память // Наука и жизнь. — 2017. — № 7. — С. 59 — 63. В функционировании рабочей памяти принимает участие верхняя лобная извилина. Установлено, что повреждения левой верхней лобной извилины вызывают длительный и некомпенсированный дефицит рабочей памяти.
Понятие рабочей памяти тесно связывают с понятием подвижного интеллекта. Некоторые учёные находили связь между размером рабочей памяти и уровнем подвижного интеллекта, в связи с чем возникла теория о возможности развития подвижного интеллекта посредством тренировки рабочей памяти при использовании техник типа n-назад.
История Термин «рабочая память» был введён Миллером, Галантером и Прибрамом, и использовался в 1960-х годах в контексте теорий, которые сравнивали ум с компьютером. В 1968 году Аткинсон и Шиффрин использовали этот термин для описания «краткосрочного запаса информации». То, что мы теперь называем рабочей памятью, ранее называлось: «кратковременное хранилище» или кратковременная память, первичная память, немедленная память, оперативная память и временная память. Кратковременная память — это способность запоминать информацию на короткий период времени (порядка секунд). Большинство теоретиков сегодня используют концепцию рабочей памяти в качестве заменяющей или включающей более старую концепцию краткосрочной памяти, с сильным акцентом на манипулировании информацией, а не на её простом сохранении.
Наиболее раннее упоминание об экспериментах по нейробиологическим основаниям рабочей памяти появились более чем 100 лет назад, в описании Гитцига и Ферье экспериментов с удалением префронтальной коры (ПФК); они пришли к выводу, что лобная кора важна для когнитивных, а не сенсорных процессов. В 1935 и 1936 годах Карлайл Якобсен и его коллеги первыми продемонстрировали вредоносный эффект нарушения функционирования ПФК на задержку ответа.
Модели рабочей памяти
Многокомпонентная модель
В 1974 году Алан Бэддели и Грэм Хитч представили многокомпонентную модель рабочей памяти, являющуюся развитием модели памяти Аткинсона — ШиффринаБэддели А. Работает ли все ещё рабочая память? // Когнитивная психология: история и современность: Хрестоматия / Под ред. М. Фаликман, В. Спиридонова. М., 2011. С. 312—321.. Предложенная модель включала три компонента: центральный исполнитель, фонологический цикл и визуально-пространственное хранилище, в которой центральный исполнитель выполняет функции центра управления, отбирающего и направляющего информацию между фонологическим и визуально-пространственным компонентами. «Среди прочего» ЦИ отвечает за то, что направляет внимание на соответствующую информацию, подавляет отвлечение на нерелевантную информацию и неподходящие действия, и координирует когнитивные процессы при одновременном выполнении нескольких задач. ЦИ обеспечивает интеграцию информации и координацию «подчиненных систем», функции которых краткосрочное хранение информации. Одна из подчинённых систем фонологический цикл (ФЦ), обеспечивает хранение фонологической информации (такую, как речь) и предотвращает её разрушение, постоянно обновляя её в цикле памяти повторения. Например, ФЦ способен сохранять семизначный телефонный номер до тех пор, пока продолжает повторять его. Другая подчиненная система, визуально-пространственное хранилище (ВПХ) служит для хранения визуальной и пространственной информации. Эта подсистема используется, например, для создания и обработки различных визуальных образов, а также для представления ментальных карт. ВПХ может далее быть разделён на визуальную подсистему (имеющую дело с такими явлениями, как форма, цвет и текстура) и пространственную подсистему (направленную на местоположение).
В 2000 году Бэддели расширил модель, добавив четвёртый компонент, эпизодический буфер который содержит представления, объединяющие фонологическую, визуальную и пространственную информацию, и, возможно, информацию, не охватываемую подчиненные системы (например, семантическая информация, музыкальная информация, а также временные отметки, эмоциональную составляющую и другую). Эпизодический буфер является также связующим звеном между рабочей и долговременной памятью. Этот компонент называется эпизодическим, так как, предполагается, что он связывает всю информацию РП в единое эпизодическое представление. Эпизодический буфер напоминает концепцию Тулвинга эпизодической памяти, но отличается тем, что является временным хранилищем.
Рабочая память как часть долговременной памяти Андерс Эриксон и Уолтер Кинч ввели понятие «долговременной рабочей памяти», которое определили как совокупность «поисковых структур» долговременной памяти, обеспечивающих беспрепятственный доступ к информации, актуальной для повседневных задач. В соответствии с этой концепцией часть долговременной памяти эффективно функционирует как рабочая. Аналогично Коуэн не рассматривает рабочую память как систему отдельную от долговременной памяти. Представления в рабочей памяти являются подмножеством представлений в долговременной памяти. Рабочая память организована в виде двух встроенных уровней. Первый состоит из активированных представлений долговременной памяти. Их может быть много — теоретически число активаций представлений в долговременной памяти неограниченно. Второй уровень называется фокусом внимания. Считается, что фокус ограничен и может содержать до четырёх активированных представлений.
Оберауэр расширил модель Коуэна, добавив третий компонент, ‘’’суженный фокус внимания’’’, удерживающий в каждый момент времени в своём поле только один объект. Фокус из одного элемента встроен в фокус четырёх элементов и служит для выбора отдельного фрагмента для обработки. Например, «фокус внимания» Коуэна может одновременно держать четыре цифры. Если человек хочет выполнить обработку каждой из этих цифр отдельно, например, добавив число два к каждой из цифр, то для каждой цифры требуется отдельная обработка, поскольку большинство людей не может выполнять несколько математических процессов одновременно параллельно. Компонент внимания Оберауэра направляется на одну из цифр для обработки, а затем смещает фокус на следующую цифру, и этот процесс продолжается до тех пор, пока все цифры не будут обработаны.
Оценка емкости рабочей памяти Размер оперативной памяти определяется личным умением управлять своим умом. Обычно считается, что рабочая память имеет ограниченную емкость. Ранее количественное определение предела емкости, связанного с кратковременной памятью, было «магическое число семь», предложенное Миллером в 1956 году Переиздано: . Он утверждал, что способность обработки информации у молодых людей составляет около семи элементов, которые он назвал «отрезками» (фрагментами), независимо от того, являются ли эти элементы цифрами, буквами, словами или другими единицами. Более поздние исследования показали, что это число зависит от категории используемых фрагментов (например, размер может быть около семи для цифр, шесть для букв и пять для слов) и даже от особенностей фрагментов внутри категории. Например, размер меньше для длинных, чем для коротких слов. Как правило, объём памяти для словесного содержимого (цифр, букв, слов и т. д.) зависит от фонологической сложности содержимого (то есть количества фонем, количества слогов), и от лексического статуса содержимого (является ли содержимое словами, известными человеку или нет). Ряд других факторов влияют на измеряемый размер памяти человека, и поэтому трудно свести оценки объёма кратковременной или рабочей памяти к нескольким фрагментам. Тем не менее, Коуэн сделал предположение, что рабочая память имеет емкость около четырёх фрагментов у молодых людей (и меньше у детей и пожилых людей).
Измерения и корреляции